Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
У хімії естери - це група хімічних сполук, які формально або фактично утворюються в результаті реакції кислоти зі спиртом або фенолом з відщепленням води (реакція конденсації). Утворення складних ефірів є рівноважною реакцією. Тому естери можуть бути знову перетворені на реагенти.
У цьому експерименті учні досліджують, чи можна перетворити складні ефіри назад у вихідні речовини.
Додаткова інформація для викладачів (1/6)
Попередні знання
Учні вже повинні мати базове розуміння простих рівнянь реакцій та базові знання про алкани, кислоти та основи, а також про карбонові кислоти та їхні солі. Крім того, учні вже повинні бути знайомі з правилами безпечного поводження з хімічними речовинами, а також з бутановим пальником або пальником Бунзена.
Принцип
Утворення складних ефірів є рівноважною реакцією. Тому естери можуть бути перетворені назад у реагенти. Утворення алканольних кислот виявляють за допомогою індикатора.
Додаткова інформація для викладачів (2/6)
Мета навчання
Учні дізнаються, що утворення складних ефірів є рівноважною реакцією. Тому естери можуть бути перетворені назад у реагенти. Реакції, які відбуваються в присутності -іонів, можна виявити за допомогою індикатора завдяки утворенню алканових кислот.
Завдання
Перевірте реакцію суміші ефіру з водою.
Додаткова інформація для викладачів (3/6)
Зауваження щодо проведення експерименту (1/2)
Вода, каустична сода і складний ефір погано змішуються, при змішуванні утворюють емульсію. Індикатор (фенолфталеїн) забарвлюється розчином гідроксиду натрію в червоний колір. З часом індикатор знебарвлюється. З ефіру утворюється оцтова кислота та етанол. Гідроксид натрію (каустична сода) тут діє як каталізатор, що, можливо, потрібно обговорити з учнями. Можна скласти таке рівняння реакції:
Додаткова інформація для викладачів (4/6)
Зауваження щодо проведення експерименту (2/2)
Як і при утворенні складних ефірів, розщеплення естерів є нуклеофільним заміщенням, в якому агентами виступають як -іони, так і молекули води. Розщеплення складних ефірів також відбувається без додавання лугу, але це прискорює реакцію і одночасно спричиняє забарвлення індикатора.
Додаткова інформація для викладачів (5/6)
Зауваження щодо підготовки та проведення експерименту
Підготовка
Приготуйте 1 % розчин гідроксиду натрію (1 г NaOH на 100 мл води). Слід суворо дотримуватися вказаної кількості та концентрації, інакше знебарвлення індикатора не відбудеться.
Зауваження щодо проведення експерименту
Експеримент можна припинити, як тільки індикатор знебарвиться.
Додаткова інформація для викладачів (6/6)
Методичні рекомендації
Ця реакція може бути використана для демонстрації оборотності хімічних реакцій.
Утворення складних ефірів, як класичну рівноважну реакцію, також можна використовувати в рамках вивчення хімічної рівноваги, оскільки тут концентрацію реагенту і продукту також можна добре розрахувати за допомогою закону діючих мас і добре продемонструвати порушення рівноваги.
Утилізація
Вилийте вміст мензурки в контейнер для збору горючих органічних речовин.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Небезпеки
- Каустична сода має корозійну дію. Одягніть захисні окуляри!
Етилацетат є легкозаймистим. Загасіть все відкрите полум'я.
Інформація для учнів
Мотивація
Характерний аромат фруктів також створюють фруктові ефіри
Естери - це група хімічних сполук, які утворюються в результаті реакції кислоти з фенолом або спиртом з видаленням води. Естери органічних кислот (наприклад, карбонових кислот, включаючи алканові кислоти) - це естери з функціональною групою , що утворюють групу речовин, які часто зустрічаються в органічній хімії та в природі (фруктові естери, жири та олії). Але чи можна перетворити естери назад у вихідні речовини?
Цей експеримент досліджує, чи можна перетворити етилацетат назад у вихідні речовини.
Завдання
Експериментальна установка
Проведіть реакцію суміші ефіру з водою.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Промивалка, пластмаса, 250 мл | 33930-00 | 1 |
| 2 | Мензурка, низька, 150 мл | 46060-00 | 1 |
| 3 | Мірний циліндр, 10 мл, прозорий, PP | 36636-00 | 1 |
| 4 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 |
| 5 | Скляний стрижень, l=200 мм, d=6 мм, BORO 3.3 | 40485-04 | 1 |
| 6 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 1 |
| 7 | Етилацетат, 250 мл | 30075-25 | 1 |
| 8 | Гідроксид натрію, кульки, 1 кг | 30157-70 | 1 |
| 9 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
| 10 | Розчин фенолфталеїну 0,5% в етанолі, 100 мл | 31715-10 | 1 |
Виконання роботи (1/2)
Рисунок 1
1.Додайте в мензурку приблизно 20 мл дистильованої води (рис. 1).
2.Додайте 5 мл етилацетату і 5 мл 1% розчину гідроксиду натрію (рис. 2).
Рисунок 2
Виконання роботи (2/2)
Рисунок 3
3.Додайте до суміші кілька крапель розчину фенолфталеїну та інтенсивно перемішайте скляною паличкою протягом декількох хвилин.
4.Запишіть зміни, що відбуваються.
Утилізація
Помістіть вміст мензурки в контейнер для збору легкозаймистих органічних речовин.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Складіть відповідне рівняння реакції для процесу, що відбувся (каустична сода діє як каталізатор).
Завдання 3
Завдання на схемі: розташуйте підписи по місцях. Підписи: Якого кольору набула суміш після додавання розчину фенолфталеїну?; червоно-помаранчевий; Колір:; рожево-фіолетовий; безбарвний; жовто-зелений. Місця на схемі: ph-значення.
Завдання 4
Питання
Завдання 5
Питання